組み込みエンジニアはIoT社会実現のために需要が高い職種

組み込みエンジニアに必要なスキル

この基板は人間の体で例えると頭脳と神経です。頭脳（CPU）だけがあっても、体の中に廻っている神経がなければ手や足（部品）を動かすことはできません。

神経と部品が繋がっていたとしても頭脳が空っぽだと部品を動かすことはできません。 組み込みエンジニアは、

• ハード設計・・部品と神経とつなげる作業
• ソフト設計・・部品に指令を出す頭脳を作る作業

に分けれて作業することになります。

※頭脳と表現しておりますが、人間のように思考することはありません。あくまで、プログラムした範囲でのみの指令を出します。

開発チームが大きくなるとハード設計とソフト設計に分かれて開発することもあります。私は、少数精鋭でやらざるを得ず与えられた担当物件に対してハード設計とソフト設計のどちらも担当しています。

組み込みエンジニアとして仕事をしていると得意なところと苦手なところが分かれてくるものです。得意な分野に特化してハード設計・ソフト設計どちらに進んでも困ることはないと思います。

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ハード設計：部品とCPU（頭脳）をつなげる回路図を作成

この例では、CPUにスイッチ情報を取り込んで判断して条件分岐させて各種のLEDを点灯/消灯させるイメージの回路図になります。

CPUに判断させるためにはソフト設計が必要になります。ハード設計は

1. CPUの選定・・使用できる機能を確認
2. 部品の選定・・動かすために必要な信号を確認
3. 回路図を作成する・・CPUとパーツを配線する

の手順で設計していきます。１．２は同時に考えていく作業になります。

部品の能力が最大限に利用できるようにメーカーのデータシートを確認してCPUの機能を割り当てる作業が必要になります。

CPUのマニュアル（1000ページ以上になるCPUもあります）を見て必要な機能を選択できるだけの知識が必要になります。

ページ数が多くて大変そうに感じますが、必要な部分だけ確認したらよいので慣れれば難しくありません。また、過去の製品のプログラムを流用しながらマニュアルを確認することで理解が進みます。

最近の傾向は、ソフト開発者（特にWEB開発系のエンジニア）の不足ばかりが言われているように感じますが、ハード設計の技術者のほうが不足しているように感じています。

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ソフト設計：CPUにソフトを組み込む

例えばインバーターや自動車の分野ではルネサスエレクトロニクス製のCPUを使用していたりARM（イギリス製）のCPUを使用したりしています。

私が駆け出しのエンジニアだったことはデータシートと睨めっこしながらCPUの設定をしていましたが、現在はCPUメーカのツールの改善によってかなり楽にCPU設計ができるようになっていると感じています。CPUメーカーも自社のCPUが採用されるように必死なのです。

ソフト開発のイメージについてマイクロチップテクノロジー社のPICマイコンを使ってソフト開発したことをまとめています。

PICマイコン（PIC12F675）で実現できる機能と解説リンクまとめ

PICマイコン（PIC16F1827）で実現できる機能と解説リンクまとめ

ソフト設計は、以下の作業を行っていきます。

ハード設計で選定したマイコンを動かすためにデータシートを確認しながらコーディングしていく作業となります。

ソフト設計は、メーカが提供している開発ツールを使って行います。PICマイコンを使った開発はマイクロチップ社が提供しているMPLAB X IDEを使ってソフト開発を行います。

マイコンの機能の初期化が終わったら製品の仕様の通りに動作するようにコーディング（プログラムを書いていくこと）をします。デバッグと修正を繰り返しながら製品を完成させていきます。

まとめ：組み込みエンジニアのスキルは応用が様々で面白い！

組み込みエンジニアはマイコンに各種センサーを組み込んで動作させることができるエンジニアです。回路図をもとに基板設計を行うハードの技術とマイコンを搭載した基板のソフト開発を行うためのソフト技術の双方の技術が必要になります。

難しそうに感じますが、Arduinoライブラリを使用したり、PICマイコンで練習したりしながら経験を積んでいくと応用が利くようになり各種センサーを動かして試してみることが簡単にできるようになります。

IoT社会実現のために今後も5GモジュールをやLPWAモジュールのように各種通信モジュールが進歩していくことが予想される中センサーの特徴を把握しモジュールに組み込んでいくスキルをもつ組み込みエンジニアの需要は増えていくと思います。

私は組み込みエンジニアができることの例をあげるまでに10年かかってしまいました。早いうちにプログラミングの教養をつけておくことは有利になることは間違いありません。

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